一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊纠错方法

一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊纠错方法
韩月涛;吴嗣亮;王堃;潘伟萍
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2012(033)001
【摘要】针对在通道相位误差较大时常规干涉仪测角解模糊算法频繁出错的问题,提出了一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊检测与纠错方法.利用干涉仪逐次递推测角算法解模糊的结果估计出角度和整周模糊值的初始值,在此基础上进行角度和整周模糊值的有限记忆递推,识别并纠正逐次递推测角算法中出错的解模糊测角数据,期望得到正确的解模糊结果,以保证后续角度数据的处理精度.仿真结果表明,有限记忆纠错算法能够有效地识别并纠正逐次递推解模糊测角算法中存在的模糊值出错问题,降低干涉仪解模糊的出错概率.此方法对其它体制的相位干涉仪测角解模糊纠错也具有一定指导意义.
【总页数】8页(P120-127)
【作者】韩月涛;吴嗣亮;王堃;潘伟萍
【作者单位】北京理工大学信息与电子学院,北京100081;北京理工大学信息与电子学院,北京100081;北京理工大学信息与电子学院,北京100081;北京理工大学信息与电子学院,北京100081
【正文语种】中文
【中图分类】TP911
【相关文献】
1.一种改进的圆阵干涉仪解模糊算法 [J], 陶琴;潘英锋;吴峻岩
2.一种改进的圆阵干涉仪解模糊算法 [J], 陶琴;潘英锋;吴峻岩;
3.一种旋转相位干涉仪测角解模糊算法∗ [J], 郭斌兴;张永杰
4.一种改进的多基线相位干涉仪解模糊算法 [J], 居易;张学成;邵文建
5.干涉仪解模糊异常值检测及纠错方法 [J], 韩月涛;潘伟萍;吴嗣亮;杨帆
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一种星载干涉仪解模糊失败识别方法张广宇;王笃祥;陈卓;季权【摘要】针对星载干涉仪测向解模糊失败问题,基于波束形成原理提出一种解模糊失败识别方法.该方法在干涉仪测向定位方法的基础上有效利用了各通道接收信号的幅度信息,通过合成信号功率判断测角结果正确与否,可有效提高星载电子侦察系统的情报准确性,仿真结果证明了该方法的有效性.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】4页(P25-27,41)【关键词】星载干涉仪;测向;定位【作者】张广宇;王笃祥;陈卓;季权【作者单位】中国航天科工集团8511所,江苏南京210007;中国航天科工集团8511所,江苏南京210007;中国航天科工集团8511所,江苏南京210007;中国航天科工集团8511所,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN971+.1以卫星为平台的电子侦察系统不受国界、领空、领海和天气的限制，可以进行长时间和大面积的侦察监视，快速获取战略战术情报，具有广阔的发展空间和应用前景[1]。

单星仅测向定位体制通过测向得到指向辐射源的方向线，然后根据卫星的姿态参数和导航数据计算出辐射源的地理位置，从而实现对辐射源的定位[2]。

当前单星仅测向定位体制中常用的是二维干涉仪测向定位方法[3]，该体制技术相对简单，工程上易于实现，且可以做到单脉冲定位，实时性好。

然而干涉仪测向系统的核心问题就是求解相位模糊，常规的解模糊方法包括长短基线法、参差基线法、虚拟基线法、最小二乘法等[4]，但无论何种方法当基线间相位差测量误差超过系统容差时，星载干涉仪对单脉冲的测向都可能出现解模糊失败，从而导致定位跳区。

针对该问题，本文基于波束形成原理提出一种干涉仪解模糊失败识别方法，该方法可有效识别解模糊失败的测角结果，提高单星测向定位电子侦察系统情报准确性。

星载干涉仪测向定位的基本原理是利用相互正交的两组测向天线测量在同一时刻接收到的信号的相位差，通过干涉仪测角方法获得目标辐射源相对平台位置的角度，根据角度结合平台位置信息对目标进行定位。

用一维集算法解相位干涉仪测角模糊作者：王鹏飞来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期摘要针对相位干涉仪测角模糊问题，传统的长短基线解模糊方法存在着局限性。

本文用一维集算法解角度模糊，结合典型工作条件开展仿真计算。

结果表明，可有效解出测角模糊，并对基线长度没有特殊要求，算法简单，对于工程应用具有较高的价值。

【关键词】一维集算法相位干涉仪角度模糊解模糊相位干涉仪在宽带超宽带的系统应用中具有测向精度高的优点，在侦察和被动雷达领域得到了广泛应用。

干涉仪的原理是利用天线所接收的回波信号之间的相位差来进行测角，相位差的准确与否直接关系着测角的精度。

但由于鉴相器只能测量2π范围内的相位值，在相位干涉仪测向系统的工程实现中经常会遇到相位模糊问题，即鉴相器输出的相位差往往与实际的天线之间的相位相差2π的整数倍，所以仅从鉴相器获得的相位差是一个存在模糊的不准确信息，这样就导致了测角模糊。

因此，解模糊技术就成为了相位干涉仪测向系统工程应用中所需解决的关键问题。

传统干涉仪解模糊的方法是合理配置长短基线，利用长基线干涉仪保证测角精度，短基线干涉仪扩大单值测角视场。

为了进行解模糊，要求两个基线长度要满足互质关系，如果当相位误差较大且模糊值较多时，无法正确解模糊。

另外，随着信号频率的提高，要求的最短基线长度也越短。

受到天线尺寸和测角精度的限制，传统的方法已无法满足信号测角解模糊的需要。

本文将雷达系统解距离模糊的一维集算法引入干涉仪测角系统，提出了一种解角度模糊的新算法，并通过仿真验证了所提出算法的有效性。

1 一维集算法原理一维集算法的实质是用穷举法解同余方程组，计算时不需要对最大无模糊角度区间和模糊角度测量值进行量化，最早应用于解距离模糊，经过改进后可以解角度模糊。

一般地，假设雷达的频率是f，光速用c表示，所选择的基线1长度为d1，基线2长度为d2，P1为基线1对应的最大无模糊角度，P2为基线2对应的最大无模糊角度，M1为基线1对应的模糊角度测量值，M2为基线2对应的模糊角度测量值，T1j为基线1所有可能的角度测量值，T2j为基线2所有可能的角度测量值，MAX为目标雷达最大可能的方向角，MIN为目标雷达最小可能的方向角。

一种旋转相位干涉仪测角解模糊算法∗郭斌兴;张永杰【摘要】A new algorithm of solving angle ambiguity of rolling interferometer based on second-order differential information of phase change curve was proposed and induced, considering the limitation of traditional algorithms that are not applicable to severe ambiguity. Ac-cording to continuity of cosine function and applying the maximum likelihood criterion, the algorithm the discriminator phase difference in-formation of current point and the former two points, correct ambiguity number of current point. The simulation results show that, compared with traditional algorithms, the new algorithm can be applicable to severe ambiguity. orrectness and effectiveness been verified in.%针对旋转相位干涉仪测角解模糊传统算法在大模糊度时无法正确解算的局限，提出一种基于相位差变化曲线二阶差分信息解模糊的新算法。

该方法根据余弦函数的连续性，利用当前点及前两点的鉴相相位差信息，按照最大似然准则，解算出当前点的正确模糊数。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910392446.6(22)申请日 2019.05.10(71)申请人 东华理工大学地址 330000 江西省南昌市经开区广兰大道418号(72)发明人 卢立果　马立烨　鲁铁定　王胜平　王建强　吴汤婷　(74)专利代理机构 北京艾皮专利代理有限公司11777代理人 杨克(51)Int.Cl.G01S 19/44(2010.01)(54)发明名称一种部分模糊度解算方法(57)摘要本发明公开了一种部分模糊度解算方法，包含以下步骤：A、给定模糊度浮点解和协方差阵，对协方差阵进行下三角Cholesky分解，获得单位下三角矩阵和对角矩阵，本发明采用对角矩阵D 顺序作为模糊度的精度顺序；采用Bootstrap成功率作为第一重约束，保证模糊度固定成功率足够高；采用FFRT检验作为第二重约束，保证模糊度固定解的可靠性；采用基线精度增益作为第三重约束，保证模糊度子集能够获得较高的基线解算精度；采用模糊度双频一致性检验作为最后一重约束，进一步保证固定解的正确性。

相比于现有的子集选取方法，本发明可以更好地保证固定解的可靠性，同时能够获得足够高的基线解算精度，具有较好的实用价值。

权利要求书2页 说明书7页 附图1页CN 110068850 A 2019.07.30C N 110068850A1.一种部分模糊度解算方法，其特征在于，包含以下步骤：A、给定模糊度浮点解和协方差阵对进行下三角Cholesky分解，获得单位下三角矩阵L和对角矩阵D；B、采用LAMBDA算法进行整数变换，获得整数变换后的D，并对D阵对角元素作为模糊度剔除的对象；c、求取当前模糊度的Bootstrap成功率P s_ib ，若P s_ib 大于预先设置的阈值P 0，则进入下一步；否则，按照D阵顺序依次剔除模糊度分量直至满足要求，如果剔除后模糊度子集小于3则直接退出循环返回模糊度浮点解；其中，P s_ib 计算公式为：式中，表示连乘运算符；n为模糊度维数；Φ(·)为标准正态分布的累积函数运算符，d i 为对角矩阵D的对角线元素；D、采用基于固定失败率的Ratio检验方法求取检验阈值c，并采用SEVB搜索算法枚举出当前子集的候选模糊度，计算当前模糊度子集的Ratio值，若Ratio值大于阈值c，则进入步骤E；否则，按照对角矩阵D的顺序依次剔除模糊度分量直至满足要求，如果剔除后模糊度子集小于3则直接退出循环返回模糊度浮点解；其中，R a t i o 值的计算公式为：式中，||·||表示范数运算符；和分别为整数变换后模糊度子集的浮点解和协方差阵；和分别为模糊度子集二次型的最优解和次优解；E、计算当前模糊度子集的精度增益函数Gain p ，若Gain p 大于预先设置的阈值g 0，则进入步骤F；否则，根据Gain p ≥g 0反向求取子集z Gain ，返回步骤D；F、对当前模糊度子集进行双频一致性检验，若通过该检验则得到模糊度子集的固定解；否则直接采用模糊度全集的浮点解。

一种改进的多基线相位干涉仪解模糊算法居易;张学成;邵文建【摘要】针对多基线相位干涉仪的相位模糊问题,提出了一种基于参差基线解模糊算法原理的改进解模糊算法.该算法具有计算量小、适合实时计算以及正确概率高的优点,并通过算法复杂度计算以及正确概率仿真验证了上述结论.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】4页(P62-65)【关键词】多基线;相位干涉仪;参差基线;解模糊【作者】居易;张学成;邵文建【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】TN9710 引言无源定位技术是电子战侦察系统中的关键技术,而对辐射源的精确测向是实现准确定位的前提条件,因此精确测向对电子战侦察系统具有非常重要的意义。

在现有的测向体制中,干涉仪测向具有精度高、结构简单、观测频带宽的优点[1-3]。

受阵元本身物理尺寸的限制,在最小半波长的空间内无法安装2个阵元,只能采用阵元间距大于半波长的几何配置,并且多基线相位干涉仪测量相位存在周期性,因此会带来相位干涉仪的相位差模糊问题[4]。

如果在解相位模糊时得到错误的模糊数,会导致测向误差超差,因此解模糊是多基线相位干涉仪测向的关键问题。

本文基于参差基线解模糊算法原理[5],利用最长基线鉴相精度,提出了一种解模糊的改进算法。

与传统的解模糊算法相比,其具有计算量较小、适合实时计算以及正确概率较高的优点,适合工程应用。

1 多基线干涉仪测向原理设N元天线组成的一维相位干涉仪阵列[6]如图1所示,相邻阵元间的基线长度分别为D 1,D 2,…,D n,雷达信号的波长为λ,则基线D n的相位差Φn为:当D n＞λ/2时,会出现相位模糊,理论测量相位差ϕn为:式中:k n为基线D n的模糊数。

通过相位差Φn,就可以得到信号的入射角θ。

95电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering示。

而家属或医护人员可通过远程终端（手机或电脑），使用键鼠或触屏点击的方式进行终端操作。

设备自带的高清摄像头组件，则可通过互联网，随时随地连接到脑电信息沟通系统，辅助视频互动。

4.5 视觉刺激模块视觉刺激模块采取SSVEP-BCI 脑电范式。

稳态视觉诱发电位作为BCI 系统常使用的一种信号范式，它是在人眼受到固定频率超过3.5Hz 的视觉刺激时，大脑皮质活动将被调动，导致类似于刺激的周期性节律活动。

SSVEP-BCI 通过固定频率的闪烁刺激诱发。

而诱发产生SSVEP 信号的视觉刺激源通常包括光刺激源、图形刺激源以及模式翻转刺激源。

依照具备多目标、多任务的非侵入BCI 模式的使用场景，本文系统采取常见的LCD 型刺激源硬件，更易于编程设计刺激形状和刺激颜色等条件。

但LCD 型刺激源产生的刺激频率受到LCD 屏幕刷新率的限制。

为了避免两种刺激频率难以区分，编程设计的刺激频率不应为倍数集合，并且设计的刺激频率也应该大于4Hz [5]。

此外，由于过多检测对象需要极高的识别精度，所以本文系统每层设计不多于五个刺激源图像。

比如，如图8所示，设置“帮助”、“沟通”和“娱乐”，分别以29.95Hz 、14.98Hz 和5.99Hz 的频率闪烁，界面右侧则是专注度指标尺和返回键。

5 结束语立足于解决语体失能患者与外界的沟通难题，本文设计与实现了一种基于TGAM 模块的脑电信息沟通系统。

该系统采用美国神念科技的TGAM 芯片，基于SSVEP-BCI 脑电范式，完成了从脑电信号采集，到脑电信号处理分析，以及脑电信号运用的一整套脑波控制的标准化流程，实现了将脑波“意念”转化为他人可直观解读的个人需求信息或意愿信息的目的。

语体失能病患能够通过该脑电信息沟通系统，与外界进行有效交流。

一种干涉仪测向解模糊的方法干涉仪是一种重要的测量仪器，可以用于测量物体的大小、形状、位置和运动等多个参数。

然而，由于测量时可能存在多径效应、多普勒效应等误差，会导致信号解模糊，使得精度降低。

因此，对于如何解决干涉仪测向解模糊问题，一直是研究热点。

目前，常见的干涉仪测向解模糊方法有信号处理方法和系统设计方法。

其中，信号处理方法主要包括脉冲压缩技术、多普勒频率偏移技术和FFT 滤波技术等；系统设计方法则包括基于相控阵技术的干涉仪设计和改进干涉仪物理结构的方法。

一、信号处理方法1、脉冲压缩技术脉冲压缩技术是一种有效的解决干涉仪信号解模糊的方法。

该技术是通过设计一组矩形窗口函数，将信号在时域中进行压缩，使其在频域中得到展宽，从而提高信号的信噪比和分辨率。

具体实现步骤为：首先，干涉仪测量到的信号是一组宽度较大的正弦波，通过设定一组窗口函数来进行脉冲压缩，将信号在时域上进行压缩，然后在频域上实现展宽，使得信号的时间宽度和频率带宽成反比例关系。

这样，就可以在保持较好的时间分辨能力的同时，提高测量精度。

2、多普勒频率偏移技术在干涉仪测量过程中，对于高速运动的物体，存在多普勒频率偏移现象，这会导致解模糊问题。

因此，在测量高速运动物体时，需要采用多普勒频率偏移技术来消除多径效应，从而提高信号分辨率。

具体实现步骤为：在信号处理过程中，可以通过改变激光束发射和接收的频率，来产生多普勒频率偏移，从而消除多径效应。

这样，就可以提高信号的可靠性和精度。

3、FFT 滤波技术FFT 滤波技术是一种常见的信号处理技术，在干涉仪中同样可以用于信号去噪和解模糊。

该技术基于傅里叶变换原理，将时域信号转化为频域信号，并利用滤波器来滤除噪声和多径效应，从而实现信号解模糊。

具体实现步骤为：首先，通过傅里叶变换将信号从时域转换到频域，然后利用滤波器滤除噪声和多径效应。

最后，通过逆傅里叶变换将频域信号恢复成时域信号，以完成对信号的解模糊处理。

二、系统设计方法1、基于相控阵技术的干涉仪设计基于相控阵技术的干涉仪设计是一种新型干涉仪测向解模糊的方法。

干涉仪测向解模糊方法
做干涉仪的测向解模糊，对测量学家来说是一项重要任务，可以为后续进行特定轨迹设计带来重要的数据支撑。

它涉及到相位计算、数字计算等操作，并且成果的数值比较大，要求行之有效的方式，使测量过程尽可能地快速准确。

因此，关于如何有效地解决干涉仪测向解模糊问题，已经引起了测量学家的极大关注。

1、三点法：即三部分方位角分别求取，相加即可得到总方位角。

三点法虽然在测量中非常常用，但仍有解模糊的问题。

2、最小二乘法：利用坐标系与其他应用求解函数的系数，改用于解干涉仪测向解模糊问题，被称为最小二乘法。

这种方法，更加准确，但计算时间较长，占用较多计算机处理能力。

3、模糊反解法：该法采用模糊计算，配合一些特定算法，可以在特定条件下反向解决问题，可以较快求得解模糊坐标φ。

二、改进法
1、模糊随机搜索法：即利用模糊计算的基本原理，将随机搜索和模糊计算结合起来，以搜索性质的方式，寻找可行的解决方案，进而求出φ的合理值。

2、理综合优化模糊解模糊法：即利用优化模糊算法，根据单位误差约束或最大化准则求取最优解，从而获取干涉仪测向解模糊坐标φ。

3、模糊神经网络法：采用模糊理论、搜索算法以及神经网络相结合，以实现参数优化，求取较为精确的解模糊坐标φ。

总之，干涉仪测向解模糊是一个重要的任务，得到解决需要考虑现有的多种方法。

上述三类解决方法都有其不同的优势。

在实际的测量中，以上的方法可以各自尝试，取最适合的一种，并进行更进一步的研究和应用。

一种基于统计分析的解定位模糊方法陆安南;周琦;尤明懿【摘要】针对相位测量定位系统是否正确解辐射源位置模糊的判别问题,提出了基于相位差拟合误差均值与方差假设检验的统计判断方法,以逐步剔除错误解;对于剩余的正确辐射源位置估计,给出了提高定位精度的统计处理方法和辐射源位置估计的置信椭圆.仿真试验结果表明,提出的解模糊方法能有效降低将错误解判别为正确解的误判比例,定位结果的统计处理方法可以提升定位精度并缩小置信椭圆.所提方法对于促进相位干涉仪系统的实际应用具有积极意义.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2016(056)001【总页数】4页(P50-53)【关键词】卫星平台;辐射源定位;相位差;解模糊;统计分析法【作者】陆安南;周琦;尤明懿【作者单位】通信信息控制和安全技术重点实验室,浙江嘉兴314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴314033【正文语种】中文【中图分类】TN911.7由于卫星平台限制和噪声影响，定位系统存在相位差模糊、测向模糊（多个方向无法唯一选择）和错误解模糊（错误选择了一个方向）问题[1]，基于这样的模糊或错误解模糊数据亦可能定位模糊（多个位置无法唯一选择）或错误解定位模糊（错误选择位置，一般远大于测量噪声引起的距离误差）。

当前关于无源定位系统解定位模糊的研究集中于多站时差定位方法与各种单站定位方法[2-3]，研究的主要内容可分为两类：一是如何消除由于定位方程多解性引起的模糊；二是如何消除由于重频信号时差配对模糊、相位差模糊等定位方程输入不确定引起的模糊。

某些情况下，采信错误解定位模糊的结果带来的损失远较放弃正确解定位模糊结果的损失大，但是关于判断解定位模糊是否正确方面的研究尚未见到。

鉴于此，本文根据文献[2-3]所述的定位处理方法，研究其是否正确解定位模糊的判别问题，提出基于相位差拟合误差均值与方差假设检验的定位无模糊判断方法，该判断方法的显著性水平（对应于误判风险）可根据不同应用需求灵活优化。